电子工程师必学!50个典型电路原理与实例分析电路1 简单...

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甘木|  楼主 | 2021-9-25 08:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
电路1 简单电感量测量装置


在电子制作和设计,经常会用到不同参数的电感线圈,这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量,有些数字万用表虽有电感测量挡,但测量范围很有限。该电路以谐振方法测量电感值,测量下限可达10nH,测量范围很宽,能满足正常情况下的电感量测量,电路结构简单,工作可靠稳定,适合于爱好者制作。

一、电路工作原理

电路原理如图1(a)所示

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图1 简单电感测量装置电路图

该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片 MC1648,利用其压控特性在输出3脚产生频率信号,可间接测量待测电感Lx 值,测量精度极高。

BB809是变容二极管,图中电位器 VR1对+15V进行分压,调节该电位器可获得不同的电压输出,该电压通过R1 加到变容二极管 BB809 上可获得不同的电容量。测量被测电感 Lx时,只需将Lx接到图中A、B两点中,然后调节电位器VR1使电路谐振,在MC1648 的 3 脚会输出一定频率的振荡信号,用频率计测量 C 点的频率值,就可通过计算得出 Lx值。
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式中谐振频率f0 即为 MC1648 的3 脚输出频率值,C 是电位器 VR1 调定的变容二极管的电容值,可见要计算 Lx的值还需要先知道 C值。为此需要对电位器 VR1刻度与变容二极管的对应值作为校准。

为了校准变容二极管与电位器之间的电容量,我们要再自制一个标准的方形 RF(射频)电感线圈L。如图6-7(b)所示,该标准线圈电感量为0.44μH。校准时,将RF线圈L0接在图(a)的A、B两端,调节电位器ⅤR1至不同的刻度位置,在C 点可测量出相对应的测量值,再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。附表给出了实测取样对应关系。
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二、元器件选择

集成电路IC可选择 Motoroia公司的VCO(压控振荡器)芯片。ⅤR1选择多圈髙精度电位器。其它元器件按电路图所示选择即可。

三、制作与调试方法

制作时,需在多圈电位器轴上自制一个刻度盘,并带上指针。RF标准线圈按图(b)所给尺寸自制。电路安装正确即可正常工作,调节电位器ⅤR1取滑动的多个点与变容二极管的对应关系,可保证测量方便。该测量方法属于间接测量,但测量范围宽,测量准确,所以对电子爱好者和实验室检测电感量有可取之处。该装置若固定电感可变成一个可调频率的信号
发生器。


电路2 三位数字显示电容测试表


广大电子爱好者都有这样的体会,中、高档数字万用表虽有电容测试挡位,但测量范围一般仅为1pF~20uF,往往不能满足使用者的需要,给电容测量带来不便。本电路介绍的三位数显示电容测试表釆用四块集成电路,电路简洁、容易制作、数字显示直观、精度较高,测量范围可达1nF~10^4 ψF。特别适合爱好者和电气维修人员自制和使用。

一、电路工作原理

电路原理如图 2 所示

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该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显示器等部分组成。

待测电容容量时间转换器,把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间td。基准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。闸门控制器的开通时间就是单稳时间td。在td时间内,周期计数脉冲通过闸门送到后面计数器计数,译码器译码后驱动显示器显示数值。计数脉冲的周期 T 乘以显示器显示的计数值N 就是单稳时间td,由于td与被测电容的容量成正比,所以也就知道了被测电容的容量。

图2中,集成电路IC1B申阻R7~R9和电容C3 构成基准脉冲发生器(实质上是一个无稳多谐振荡器),其输出的脉冲信号周期T与R7~R9和C3有关,在C3固定的情况下通过量程开关K1b 对R7、R8、R9的不同选择,可得到周期为11μs、1.1ms和11ms的三个脉冲信号。

IC1A、IC2、R1~R6、按扭AN 及C1 构成待测电容容量时间转换器(实质上是一个单稳电路)。按动一次AN,IC2B的10脚就产生一个负向窄脉冲触 IC1A,其5 脚输出一次单高电平信号。R3~R6 和待测电容CX为单稳定时元件,单稳时间td=1.1(R3~R6)CX。

IC4、IC2C、C5、C6、R10 构成闸门控制器和计数器,IC4为CD4553,其12脚是计数脉冲输入端,10脚是计数使能端,低电位时CDA4553执行计数,13脚是计数凊零端,上升沿有效。

当按动一下AN后,IC4的13 脚得到一个上升脉冲,计数器清零同时IC2C 的4 脚输出一个单稳低电平信号加到 IC4 的10 脚,于是IC4对从其12脚输入的基准计数脉冲进行计数。

当单稳时间结束后,IC4的10 脚变为高电平,IC4停止计数,最后IC4通过分时传递方式把计数结果的个位、十位、百位由它的9脚、7脚、6脚和5脚循环输出对应的BCD码。

IC3构成译码器驱动器,它把IC4 送来的BCD码译成十进制数字笔段码,经 R11-R17 限流后直接驱动七段数码管。集成电路 CD4553 的15脚、1脚、2脚为数字选择输出端,经 R18~R20 选择脉冲送到三极管 T1~T3 的基极使其轮流导通,这两部分电路配合就完成了三位十进制数字显示。

C7 的作用是当电源开启时在R10 上产生一个上升脉冲,对计数器自动清零。

二、元器件选择

电路中,IC1选用NE556;IC2选用CD4001;IC3选用CD4543;IC4选用CD4553。七段数码管可选用三字共阴极数码管。T1~T3 选用8550(或其它PNP型三极管)。C1不应大于0.01μF,C3选用小型金属化电容。R3~R9 选用1/8w金属膜电阻。其他元器件没有特殊要求,按电路标注选择即可。

三、制作与调试方法

整个电路安装好后可装在一个塑料盒内,将数码管和量程转换开关装在面板上。在制作和调试时,关键是要调出11μs、1,1ms和1ms的三种标准脉冲信号,调试时需要借助一台示波器,通过调整分别 R7、R8和R9 等三个电阻的阻值,就可方便地得到这三个脉冲信号,电路中的 R7、R8、R9 的阻值是实验数据仅供参考。电路其余部分无需调试,只要选择良好器件,安装正确无误,并在量程转换开关处标注相应倍率,就可得到一个经济实用、准确可靠
的数字电容表。

四、使用方法

在测试电容时,把计数结果乘以所用量程的倍率得到的数值就是被测电容的容量。例如,当基准脉冲周期为1.1ms,定时电阻为10K时,量程倍率为0.1μF,若测一个标称容量为4.7μF的电容,按动一下 AN 后结果显示为49,该电容的容量就为49×0.1μF=4.9μF。

需要说明的是,在使用1pF~999pF 量程时,由于分布电容的影响,测量结果减去分布电容值才是被测电容的准确值。可以这样测出该电容表的量程分布电容值,把量程打在 1pF-999pF档,在不接被测电容的情况下,按动一下AN按钮,测的计数结果就是该挡的分布电容值,经实验该数值一般为10pF左右。

附表列出了各挡量程的组成关系。
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电路3  市电电压双向越限报警保护器
电路4 红外线探测防盗报警器
电路5 禁烟警示器
电路6 采用555时基电路的简易温度控制器
电路7 采用555时基电路的自动温度控制器
电路8 采用CD4011的超温监测自动控制电路
电路9 数字温度计电路
电路10 热带鱼缸水温自动控制器
电路11 采用555时基电路的简易长延时电路
电路12 双555时基电路长延时电路
电路13 精确长延时电路
电路14 数字式长延时电路
电路15 循环工作定时控制器
...
完整资料见网盘链接:
提取码:klzn
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甘木|  楼主 | 2021-9-25 08:36 | 显示全部楼层
该电路以谐振方法测量电感值,测量下限可达10nH,测量范围很宽,能满足正常情况下的电感量测量,电路结构简单,工作可靠稳定,适合于爱好者制作。

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